¿Cómo percibimos el color?
En primer lugar, debemos entender porqué vemos los objetos de diferentes colores. La luz visible está formada por ondas electromagnéticas de longitudes muy diversas. Si a nuestros ojos llegan ondas de longitud larga entonces percibimos el color rojo. Por el contrario, vemos tonos azulados cuando a nuestros ojos llegan ondas de longitud corta. Cuando nos llegan todas, vemos la luz blanca.

¿Por qué vemos los objetos de diferentes colores?

Porque cada material tiene una sensibilidad distinta a la luz. Hay materiales que al iluminarlos adsorben ondas de todas las longitudes y no devuelven ninguna. Nuestros ojos los perciben de color negro. Otros, los blancos, las devuelven todas. Los materiales que adsorben todas excepto los de un tamaño concreto, son los que vemos de un color determinado. Una taza iluminada por una bombilla la vemos de color rojo porque este material adsorbe todas las ondas de diferentes tamaños excepto las del tamaño grande (color rojo), que las ‘devuelve’ en todas las direcciones, llegando a nuestros ojos.

¿Qué tienen de especial los metales?
Los metales no adsorben la luz visible. Por el contrario, son capaces de devolver casi toda la luz que les llega. Esto es debido a que algunos de sus electrones no están unidos a átomos individuales, sino que están ‘libres’ para moverse. Estos electrones móviles que, por cierto, son los que transmiten la corriente eléctrica, hacen de ‘coraza’ para la luz visible que llega, impidiendo que penetre. Bueno, estrictamente hablando, la luz es capaz de penetrar en el metal unos pocos nanómetros, pero, a efectos prácticos, toda la luz se refleja en el metal llegando a nuestros ojos y por eso los vemos brillantes. Este fenómeno es el responsable del color metálico, que es el color plata.

¿Por qué hay entonces metales dorados como el oro o anaranjados como el cobre?
Porque no todos los electrones son libres. Algunos están ligados a los átomos y estos son los que les dan los distintos tonos a los metales, dependiendo de su sensibilidad a alguna longitud de onda específica. Este mecanismo se suma al anterior y por eso algunos metales tienen brillo metálico y además, cierto color.

¿Por qué al reducir el tamaño de los metales el color cambia?
Cuando las dimensiones del metal se reducen mucho, llegando a tamaños nanométricos, la luz les inunda y es capaz de penetrarlos. La pequeña penetración de la luz en los metales es suficiente para que llegue a toda la nanopartícula y todos los electrones empiezan a moverse colectivamente por efecto de esta luz. Se desplazan juntos de un lado a otro de la nanopartícula de forma oscilatoria al ‘ritmo’ que les marque la onda de la luz. En muchos metales esta oscilación es muy débil, sin embargo, en metales como el oro y la plata, puede ser muy intensa. Y de hecho para cada tamaño de nanopartícula hay un determinado tamaño de la longitud de la onda de luz que hace que este movimiento se potencie y aumente enormemente. Cuando esto ocurre, la luz correspondiente se adsorbe y vemos la partícula del color de la longitud de onda que queda.

Nanopartículas de oro: cuanto más pequeñas, más rojizas
Nanopartículas de tamaño mediano (90 nm) adsorben luz de longitud de onda grande (rojo) pero dejan pasar el resto (azul) y por eso se ven azuladas. Nanopartículas muy pequeñas adsorben luz de longitud de onda pequeña (azul), llegando a nuestros ojos el resto (roja) y por eso se ven rojizas. Cuanto más pequeñas, más rojizas (siempre y cuando veamos la nanopartícula desde el lado opuesto al lado desde el que se ilumina).

Fuente: Mónica Luna, investigadora en Nanociencia y Nanotecnología del Instituto de Microelectrónica de Madrid